Une collaboration interdisciplinaire associant des chercheurs du Lambe situé à Genopole (Laboratoire Analyse et modélisation pour la biologie et l’environnement - Université d’Evry /Université de Cergy-Pontoise / CNRS), de l’Hôpital Lariboisière et de la PME Excilone a abouti à la mise au point d’un dispositif capable de repérer des quantités infinitésimales de protéines de courtes séquences (peptides). Les peptides sont détectés et caractérisés par leur passage à travers un nanopore naturel. A terme, le dispositif pourrait permettre de mesurer dans les fluides biologiques de très faibles quantités, de l’ordre d’une dizaine de molécules, d’un même biomarqueur d’une maladie humaine, ce qui est impossible avec les méthodes disponibles actuellement.
Les inventeurs ont publié leur découverte dans la revue scientifique Nature communications.

Cette innovation est le fruit d’une collaboration interdisciplinaire entre des chercheurs académiques en biochimie et biophysique des Universités de Cergy-Pontoise et d’Evry, en biologie médicale de l’Hôpital Lariboisière (AP-HP) et des chercheurs de la PME Excilone située dans les Yvelines. La technologie repose sur l’utilisation d’un nanopore protéique.

Une fois intégré dans un système robotisé entre deux électrodes, ce pore de taille nanométrique
(10-9 m) permet de détecter individuellement les molécules, ici des peptides, lors de leur passage. Les signaux électriques enregistrés par le dispositif sont spécifiques de la séquence et de la taille de chaque peptide. Actuellement au stade du prototype de laboratoire, le dispositif permettra à terme d’identifier des biomarqueurs protéiques solubles dans un plasma ou une urine par exemple.

« Nanoprotéomique »
Les peptides sont détectés et caractérisés lors de leur passage à travers un nanopore ; la durée et l’amplitude du signal émis constituent une signature électrique spécifique de leur taille et de leur séquence.

L’arrivée des technologies nanopores représente un changement de paradigme dans l’étude de l’infiniment petit en médecine, similaire à celui que l’imagerie médicale a connu avec l’invention du scanner et de l’IRM. 

Dans les années à venir, il sera possible d’identifier des marqueurs de pathologies jusqu’ici non détectables ou encore d’analyser le contenu en protéines d’objets vivants et rares tels que des cellules tumorales circulantes qui jouent un rôle dans la genèse du cancer, ou certaines parties qu’elles libèrent telles que des vésicules extracellulaires.

Ce travail a reçu le soutien de la Direction Générale de l’Armement et celui du Domaine d’Intérêt Majeur RESPORE (Réseau d’Excellence en Solide POREux) d’Ile de France.

Référence :
Identification of single amino acid differences in uniformly charged homopolymeric peptides with aerolysin nanopore. Nature Communications volume 9, Article number : 966 (2018)
doi:10.1038/s41467-018-03418-2
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